回転分子モーターのイオン輸送メカニズムの解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02409
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43020:構造生物化学関連
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 村田 武士 千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (80415322)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: V-ATPase / 分子モーター / 構造解析 / イオン輸送 / 分子メカニズム

研究成果の概要

腸球菌V-ATPaseは、ATPのエネルギーを利用して回転しながらNa+を輸送する膜タンパク質であり、腸球菌の生育に重要な役割を果たしている。我々は、腸球菌V-ATPaseの阻害剤を発見し、多剤耐性腸球菌に対する抗菌薬としての可能性を見出した。本研究では、クライオ電子顕微鏡を用いて、阻害剤が結合した腸球菌V-ATPaseの膜内複合体の詳細な構造を解明した。得られた構造・機能解析情報を統合することにより、①本酵素のNa+輸送メカニズム、②阻害剤によるNa+輸送阻害メカニズム、③Na+輸送とH+輸送の分子メカニズムの違いを明らかにした。現在、得られた情報を基に抗菌薬の開発を進めている。

自由記述の分野

構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸球菌V-ATPaseは、ATPのエネルギーを利用して回転しながらイオンを輸送する膜タンパク質であり、腸球菌の生育に重要な役割を果たしています。我々は、腸球菌V-ATPaseの阻害剤を発見し、多剤耐性腸球菌に対する抗菌薬としての可能性を見出しました。本研究では、阻害剤が結合した腸球菌V-ATPaseの詳細な立体構造を決定しました。そして、V-ATPaseがどのようにイオンを輸送するのか、阻害剤がどのようにV-ATPaseを阻害するのかを明らかにしました。現在、得られた情報を基に抗菌薬の開発を進めています。